TWI910455B - 處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統及其處理方法 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統及其處理方法。處理系統包含：液體混合反應單元、食人魚液供應單元、碳酸鈣液混合供應單元、及反應液體迴流單元。食人魚液供應單元供應食人魚溶液（piranha solution）或是食人魚稀釋溶液（piranha dilute solution）至液體混合反應單元中。碳酸鈣液混合供應單元經配置混合水與碳酸鈣粉末以形成碳酸鈣溶液，且將碳酸鈣溶液供應至液體混合反應單元中以與食人魚溶液或是食人魚稀釋溶液混合及反應，進而產生包含反應產物的反應液體。反應產物為二水合硫酸鈣。反應液體迴流單元對反應液體進行過濾及純化，從而將反應產物由反應液體析出，並且反應液體迴流單元另外形成迴流液體，並迴流至食人魚液供應單元。

Description

處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統及其處理方法

本發明涉及一種食人魚溶液的處理系統，特別涉及一種處理食人魚溶液並製備二水合硫酸鈣的處理系統及其處理方法。

食人魚溶液可以例如是使用於半導體製程（如：基板清洗）的液體。在現有技術中，製程結束後，食人魚溶液的廢棄液體主要是通過大量的水稀釋後集中存放，因此導致大量存放的廢棄液體難以即時處理的問題，並且可能存在爆炸的風險或液體外洩的風險。再者，食人魚溶液的廢棄液體本身也不具有產業應用的價值。

於是，本發明人有感上述缺陷可以改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統及其處理方法。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種處理食人魚溶液並製備二水合硫酸鈣的處理系統，包括：一液體混合反應單元；一食人魚液供應單元，經配置供應一食人魚溶液（piranha solution）或是一食人魚稀釋溶液（piranha dilute solution）至所述液體混合反應單元中；一碳酸鈣液混合供應單元，經配置供應一碳酸鈣溶液至所述液體混合反應單元中，以與所述食人魚溶液或所述食人魚稀釋溶液混合及反應，進而產生包含一反應產物的一反應液體；其中，所述反應產物為二水合硫酸鈣；以及一反應液體迴流單元，經配置對所述反應液體進行過濾以及純化，以將所述反應產物由所述反應液體析出，且所述反應液體迴流單元另外地形成一迴流液體，並迴流至所述食人魚液供應單元，以進行食人魚液的稀釋，其中所述迴流液體中未被完全過濾的二水合硫酸鈣的晶體，能作為晶種，先迴流進入所述食人魚液供應單元，並隨著所述食人魚稀釋溶液進入所述液體混合反應單元中。

優選地，所述食人魚液供應單元提供的所述食人魚溶液為使用於一半導體製程的液體、或為於製程結束後產生的廢棄液體；並且，所述食人魚稀釋溶液為所述食人魚溶液經過水稀釋的溶液。

優選地，在所述液體混合反應單元中，所述碳酸鈣溶液中含的碳酸鈣（CaCO ₃）是與所述食人魚溶液中含的硫酸（H ₂SO ₄）進行反應，以產生包含所述反應產物的所述反應液體。

優選地，所述食人魚溶液通入所述液體混合反應單元中的一第一體積流率為0.0007~0.0014 m ³/s，並且所述碳酸鈣溶液通入所述液體混合反應單元中的一第二體積流率為0.0004~0.0008 m ³/s。

優選地，所述處理系統進一步包括：一過氧化氫去除單元，經配置接收由所述反應液體迴流單元迴流的所述迴流液體，並且將所述迴流液體中的過氧化氫去除，或者將所述迴流液體中的過氧化氫濃度降低；而後，將所述迴流液體迴流至所述食人魚液供應單元。

優選地，所述液體混合反應單元中的所述食人魚溶液以及所述碳酸鈣溶液進行反應後，還另外形成包含二氧化碳的一反應氣體。

優選地，所述處理系統進一步包括：一二氧化碳純化單元，經配置接收所述反應氣體，並對所述反應氣體進行純化，以形成一純化氣體，其包含高純度的二氧化碳。

優選地，所述處理系統進一步包括：一二氧化碳吸收單元，經配置接收所述反應氣體，並對所述反應氣體進行吸收，從而形成一無機物質。所述二氧化碳吸收單元經配置將所述反應氣體與包含一氫氧化物的一氫氧化物水溶液進行氣液接觸，以使得所述氫氧化物水溶液吸收所述反應氣體中的二氧化碳，並且產生所述無機物質。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種處理食人魚溶液並製備二水合硫酸鈣的處理方法，其包括：分別將一食人魚溶液或一食人魚稀釋溶液與一碳酸鈣溶液輸入至一液體混合反應單元中並且進行反應，以產生包含有一反應產物的一反應液體；其中，所述反應產物為二水合硫酸鈣；對所述反應液體進行過濾及純化，以將所述反應產物析出，並且另外地形成一迴流液體，並且迴流至所述食人魚液供應單元，從而進行食人魚液的稀釋，其中所述迴流液體中未被完全過濾的二水合硫酸鈣的晶體，能作為晶種，並且迴流至所述液體混合反應單元中。

優選地，在所述迴流液體迴流至所述食人魚液供應單元之前，所述處理方法還包含：通過一過氧化氫去除單元，來將所述迴流液體中的過氧化氫去除，或者將所述迴流液體中的過氧化氫的濃度降低。

本發明的有益效果在於，本發明提供的處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統及其處理方法，其能通過“一液體混合反應單元”以及“一食人魚液供應單元，經配置供應一食人魚溶液（piranha solution）或一食人魚稀釋溶液（piranha dilute solution）至所述液體混合反應單元中”以及“一碳酸鈣液混合供應單元，經配置供應一碳酸鈣溶液至所述液體混合反應單元中，以與所述食人魚溶液或所述食人魚稀釋溶液混合及反應，進而產生包含一反應產物的一反應液體；其中，所述反應產物為二水合硫酸鈣”以及“一反應液體迴流單元，經配置對所述反應液體進行過濾以及純化，以將所述反應產物由所述反應液體析出，且另外形成一迴流液體，並迴流至所述食人魚液供應單元，從而進行食人魚液的稀釋”的技術方案，以使得所述食人魚溶液能被妥善的處理，進而解決大量存放的食人魚溶液廢棄液體可能造成環境汙染問題，並且也解決爆炸風險或液體外洩風險的問題。再者，所述食人魚溶液通過本發明所提供的處理系統可以形成具備產業應用價值的反應產物（二水合硫酸鈣，CaSO ₄．2H ₂O），舉例而言可用作石膏。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改變更。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種單元或者參數，但這些單元或者參數不應受這些術語的限制。

[第一實施例]

請參閱圖1所示，本發明第一實施例提供一種處理食人魚溶液(piranha solution)並製備硫酸鈣的處理系統100A。所述處理系統100A包含有：一液體混合反應單元1、一食人魚液供應單元2、一碳酸鈣液混合供應單元3、一反應液體迴流單元4、及一反應產物收集單元5。

在本實施例中，所述液體混合反應單元1為一連續式攪拌槽反應器（Continuous Stirred-Tank Reactor，CSTR）。

所述食人魚液供應單元2經配置供應一食人魚溶液S1（piranha solution）或是一食人魚稀釋溶液S1（piranha dilute solution）至所述液體混合反應單元1中。所述食人魚溶液S1包含：硫酸（sulfuric acid，H ₂SO ₄）及過氧化氫（hydrogen peroxide，H ₂O ₂），所述食人魚稀釋溶液為食人魚溶液經過水稀釋的溶液，並且在所述食人魚溶液S1或食人魚稀釋溶液S1中，硫酸：過氧化氫的一重量比例可以例如是10~30：1。更具體地，硫酸：過氧化氫的重量比例可以例如是13~26：1。舉例而言，硫酸：過氧化氫的重量比例為15：1，但本發明不受限於此。

從另一個角度說，每公升的所述食人魚溶液S1包含110公克至210公克的硫酸（H ₂SO ₄）、以及7公克至11公克的過氧化氫（H ₂O ₂），且所述食人魚溶液S1的其餘液體成分為液態水，但本發明不受限於此。

在本實施例中，所述食人魚溶液S1可以例如是使用於一半導體製程（如基板清洗）的液體、或結束後產生的廢棄液體。一般來說，食人魚溶液的廢棄液體主要是通過大量的水稀釋後集中存放，因此導致了大量存放的廢棄液體難以即時處理的問題，並且也可能存在爆炸或液體外洩的風險。

為了解決此一問題，本發明實施例提供的處理系統能即時處理廢棄的食人魚溶液，並且進一步製備二水合硫酸鈣，以將所述食人魚溶液進行回收及利用。為了實現上述目的，以下將接續說明本實施解決問題的技術方案。

所述碳酸鈣液混合供應單元3經配置混合水與碳酸鈣粉末以形成一碳酸鈣溶液S2（calcium carbonate solution），並將碳酸鈣溶液供應至液體混合反應單元1中，以與所述食人魚溶液S1或食人魚稀釋溶液S1混合。

更具體地說，於所述液體混合反應單元1中，所述食人魚溶液S1或食人魚稀釋溶液S1與碳酸鈣溶液S2混合以形成一混合液體。

所述碳酸鈣溶液S2中的碳酸鈣（CaCO ₃）與食人魚溶液S1或是食人魚稀釋溶液S1中的硫酸（H ₂SO ₄）進行反應，以產生包含一反應產物S4的一反應液體S3。其中，所述反應產物S4為二水合硫酸鈣（CaSO ₄．2H ₂O）。

在本實施例中，所述碳酸鈣溶液S2為碳酸鈣水溶液，且每公升的所述碳酸鈣溶液S2包含185公克至730公克間的碳酸鈣（CaCO ₃），但本發明不受限於此。

另，為了提升所述食人魚溶液S1(或食人魚稀釋溶液S1)與碳酸鈣溶液S2的反應效率，在本發明的一些實施方式中，所述食人魚溶液S1(或食人魚稀釋溶液S1)通入液體混合反應單元1中的一第一體積流率為0.0007~0.0014 m ³/s，並且所述碳酸鈣溶液S2通入液體混合反應單元1中的一第二體積流率為0.0004~0.0008 m ³/s。再者，所述液體混合反應單元1中的混合液體的一反應溫度是介於25~55°C。進一步地說，所述食人魚溶液S1(或食人魚稀釋溶液S1)與碳酸鈣溶液S2於液體混合反應單元1中的一滯留反應時間是介於30分鐘至90分鐘。

所述反應液體迴流單元4經配置對反應液體S3進行過濾及純化以將所述反應產物S4（即，二水合硫酸鈣，CaSO ₄．2H ₂O）析出，並且所述反應液體迴流單元4進一步將反應產物S4輸送至反應產物收集單元5。其中，在本實施例中，所述反應液體迴流單元4可以例如是一過濾及純化裝置，並且具有液體迴流功能。其中，所述反應產物S4為固體的形式（如：針狀結晶的二水合硫酸鈣）。另外，所述反應液體迴流單元4另外將反應液體S3中固體以外的液體形成一迴流液體S5，並且迴流至所述食人魚液供應單元2，以進行食人魚液的稀釋。其中，所述迴流液體S5可以例如是包含未進行反應的過氧化氫、以及餘量的硫酸。值得一提的是，在本實施例中，由於反應液體S3過濾後未反應的碳酸鈣也會被去除，即以終止反應，並且過濾後的溶液除了過氧化氫及硫酸外大多是水，因此可以迴流到食人魚液供應單元2，以對食人魚溶液S1(或食人魚稀釋溶液S1)進行稀釋。另所述迴流液體S5中存在的未被完全過濾的二水合硫酸鈣的晶體（如：粒徑小於過濾濾網的二水合硫酸鈣的晶體），能作為晶種，並隨著所述食人魚稀釋溶液S1迴流進入所述液體混合反應單元1，從而提升反應後的二水和硫酸鈣的粒徑，並進一步提升所述反應液體迴流單元4的固液分離效率。

所述反應產物收集單元5經配置收集反應產物S4，並且所述反應產物收集單元5可以例如是一收集槽體或一燒杯，但本發明不受限於此。

根據上述配置，所述食人魚溶液S1通過本發明實施例所提供的處理系統100A可以被妥善的處理，進而解決大量存放的食人魚溶液廢棄液體可能造成環境汙染問題，並且也解決爆炸風險或液體外洩風險的問題。

再者，所述食人魚溶液S1通過本發明實施例所提供的處理系統100A可以形成具備產業應用價值的反應產物S4（二水合硫酸鈣，CaSO ₄．2H ₂O）。舉例而言，所述反應產物S4可以例如是用作石膏，可用於外科醫學上的固定、齒模和人造骨骼製作、美術創作及室內裝潢等用途。石膏有時在實驗室中用作乾燥劑。石膏為工業上製取水泥的原料之一，或是，工業生產粉筆的原料。石膏也可以在園藝上用作土壤改良劑，但本發明不受限於此。

[第二實施例]

請參閱圖2所示，本發明第二實施例提供一種處理食人魚溶液(piranha solution)並製備二水合硫酸鈣的處理系統100B。所述處理系統100B包含有：一液體混合反應單元1、一食人魚液供應單元2、一碳酸鈣液混合供應單元3、一反應液體迴流單元4、一反應產物收集單元5、及一過氧化氫去除單元6。

本發明第二實施例的處理食人魚溶液並製備二水合硫酸鈣的處理系統100B與上述第一實施例所提供的處理系統100A大致相同，其不同之處在於，本發明第二實施例的處理系統100B進一步包含一過氧化氫去除單元6。

所述過氧化氫去除單元6經配置接收由反應液體迴流單元4迴流的迴流液體S5，並且將所述迴流液體S5中的過氧化氫去除，或者將所述迴流液體S5中的過氧化氫濃度降低。

接著，所述過氧化氫去除單元6進一步將經過處理的迴流液體S5（過氧化氫被去除或是濃度降低）迴流至所述食人魚液供應單元2，從而進行食人魚液的稀釋。

藉此，所述所述食人魚液供應單元2稀釋食人魚液的水用量能有效降低。

在本實施例中，所述過氧化氫去除單元6可以例如是將迴流液體S5中的過氧化氫通過一過氧化氫分解酵素（如：過氧化氫酶，Catalase）分解為水和氧氣，以使得所述迴流液體S5中的過氧化氫被去除或者濃度降低。

在本發明另一實施方式中，所述過氧化氫去除單元6可以例如是將迴流液體S5中的過氧化氫通過一過氧化氫去除劑（如：硫化硫酸鈉，Na ₂S ₂O ₃）進行水解，以使所述迴流液體S5中的過氧化氫被去除或者濃度降低。

[第三實施例]

請參閱圖3所示，本發明第三實施例提供一種處理食人魚溶液(piranha solution)並製備硫酸鈣的處理系統100C。所述處理系統100C包含有：一液體混合反應單元1、一食人魚液供應單元2、一碳酸鈣液混合供應單元3、一反應液體迴流單元4、一反應產物收集單元5、一過氧化氫去除單元6、一二氧化碳純化單元7a、及一二氧化碳收集單元8a。

本發明第三實施例的處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統100C與上述第二實施例所提供的處理系統100B大致相同，其不同之處在於，本發明第三實施例的處理系統100C進一步包含二氧化碳純化單元7a以及二氧化碳收集單元8a。

所述液體混合反應單元1中的食人魚溶液S1以及碳酸鈣溶液S2進行反應後，除了形成包含反應產物S4的反應液體S3外，還會另外形成包含二氧化碳（CO ₂）的一反應氣體S6。

在本實施例中，所述二氧化碳純化單元7a經配置接收上述包含二氧化碳（CO ₂）的反應氣體S6，並且對所述反應氣體S6進行純化，從而形成一純化氣體S7a，其包含高純度的二氧化碳。其中，所述二氧化碳純化單元7a可以例如是採用變壓吸附法或變溫吸附法的一固定床裝置，其可以吸附反應氣體S6中低濃度的有機廢氣或其它雜質，從而提升氣體中二氧化碳的純度。

在本發明的一些實施方式中，所述二氧化碳純化單元7a也可以例如是通過溶劑吸收法或膜分離法對反應氣體S6進行純化。

進一步地說，所述二氧化碳收集單元8a經配置收集包含有高純度二氧化碳的所述純化氣體S7a。在本實施例中，所述二氧化碳收集單元8a為二氧化碳集氣瓶，但本發明不受限於此。

[第四實施例]

請參閱圖4所示，本發明第四實施例提供一種處理食人魚溶液(piranha solution)並製備硫酸鈣的處理系統100D。所述處理系統100D包含有：一液體混合反應單元1、一食人魚液供應單元2、一碳酸鈣液混合供應單元3、一反應液體迴流單元4、一反應產物收集單元5、一過氧化氫去除單元6、一二氧化碳吸收單元7b、及一無機物質收集單元8b。

本發明第四實施例的處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統100D與上述第二實施例所提供的處理系統100B大致相同，其不同之處在於，本發明第四實施例的處理系統100D進一步包含二氧化碳吸收單元7b以及無機物質收集單元8b。

所述液體混合反應單元1除了形成包含反應產物S4的反應液體S3外，還會另外形成包含二氧化碳（CO ₂）的一反應氣體S6。

所述二氧化碳吸收單元7b經配置接收上述包含二氧化碳（CO ₂）的反應氣體S6，並且對所述反應氣體S6進行吸收，從而形成一無機物質S7b。

更具體地說，所述二氧化碳吸收單元7b經配置將包含二氧化碳（CO ₂）的反應氣體S6與包含一氫氧化物的一氫氧化物水溶液進行氣液接觸，以使得所述氫氧化物水溶液吸收所述反應氣體S6中的二氧化碳，並產生所述無機物質S7b。其中，所述無機物質S7b為所述氫氧化物與二氧化碳進行反應產生的化合物。

在本發明的一些實施方式中，所述氫氧化物為氫氧化鈉（NaOH）及氫氧化鉀（KOH）中的至少其中之一。另外，所述無機物質S7b可以例如是無機碳源，並且所述無機碳源為碳酸氫鈉（NaHCO ₃）、碳酸鈉（Na ₂CO ₃）、碳酸氫鉀（KHCO ₃）、碳酸鉀（K ₂CO ₃）的至少其中之一。再者，所述二氧化碳吸收單元7b可以例如是一超重力旋轉填充床，但本發明不受限於此。

進一步地說，所述無機物質收集單元8b用以收集所述無機物質S7b。所述無機物質收集單元8b可以例如是一收集槽體或一燒杯，但本發明不受限於此。藉此，通過所述二氧化碳吸收單元7b所形成的無機物質S7b可以例如是用於養殖藻類，從而提升了反應產物的商業應用價值。

[第五實施例]

請參閱圖5所示，本發明第五實施例提供一種處理食人魚溶液(piranha solution)並製備硫酸鈣的處理系統100E。所述處理系統100E包含有：一液體混合反應單元1、一食人魚液供應單元2、一碳酸鈣液混合供應單元3、一反應液體迴流單元4、一反應產物收集單元5、一過氧化氫去除單元6、彼此搭配的一二氧化碳純化單元7a及一二氧化碳收集單元8a、及彼此搭配的一二氧化碳吸收單元7b及一無機物質收集單元8b。

本發明第五實施例的處理系統100E與上述實施例的主要不同之處在於，所述處理系統100E同時包含二氧化碳純化單元7a、二氧化碳收集單元8a、二氧化碳吸收單元7b、及無機物質收集單元8b。

藉此，包含二氧化碳（CO ₂）的反應氣體S6可以通過分流方式進入二氧化碳純化單元7a及二氧化碳吸收單元7b，以分別形成一純化氣體S7a（其包含高純度的二氧化碳）及一無機物質S7b（例如：碳酸氫鈉NaHCO ₃、碳酸鈉Na ₂CO ₃、碳酸氫鉀KHCO ₃、或碳酸鉀K ₂CO ₃）。

[處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理方法]

本發明另一實施例也提供一種處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理方法，其包含步驟S110至步驟S130。必須說明的是，本實施例所載之各步驟的順序與實際的操作方式可視需求而調整，並不限於本實施例所載。

所述步驟S110包含：分別將一食人魚溶液S1（piranha solution）或是一食人魚稀釋溶液S1（piranha dilute solution）與一碳酸鈣溶液S2（calcium carbonate solution）輸入至一液體混合反應單元1中並且進行反應，以產生包含有一反應產物S4的一反應液體S3。其中，所述反應產物S4為二水合硫酸鈣（CaSO ₄．2H ₂O）。

所述步驟S120包含：對所述反應液體S3進行過濾及純化，以將所述反應產物S4（即，二水合硫酸鈣，CaSO ₄．2H ₂O）析出，並且將所述反應液體S3中未被過濾及純化（固體以外）的液體另外形成一迴流液體S5，並且迴流至所述食人魚液供應單元2，從而進行食人魚液的稀釋。

其中，所述迴流液體S5中存在未被完全過濾的二水合硫酸鈣的晶體，可以作為晶種，並且隨著食人魚稀釋溶液S1迴流至所述液體混合反應單元1中。

所述食人魚溶液S1通過本發明實施例所提供的處理方法可形成具備產業應用價值的反應產物S4（二水合硫酸鈣，CaSO ₄．2H ₂O）。

在一實施例中，在所述迴流液體S5迴流至食人魚液供應單元2之前，所述步驟S120還包含：通過一過氧化氫去除單元6，將所述迴流液體S5中的過氧化氫去除，或者將所述迴流液體S5中的過氧化氫濃度降低。

所述步驟S130包含：對所述液體混合反應單元1中所產生的包含二氧化碳（CO ₂）的一反應氣體S6進行純化，從而形成一純化氣體S7a；或者，對所述反應氣體S6進行吸收，從而形成一無機物質S7b。

其中，所述純化氣體S7包含有高純度的二氧化碳。其中，所述無機物質S7b可以為無機碳源，並且所述無機碳源為碳酸氫鈉（NaHCO ₃）、碳酸鈉（Na ₂CO ₃）、碳酸氫鉀（KHCO ₃）、碳酸鉀（K ₂CO ₃）的至少其中之一。

[實施例的有益效果]

本發明的有益效果在於，本發明提供的處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統及其處理方法，其能通過“一液體混合反應單元”以及“一食人魚液供應單元，經配置供應一食人魚溶液（piranha solution）或一食人魚稀釋溶液（piranha dilute solution）至所述液體混合反應單元中”以及“一碳酸鈣液混合供應單元，經配置供應一碳酸鈣溶液至所述液體混合反應單元中，以與所述食人魚溶液混合及反應，進而產生包含一反應產物的一反應液體；其中所述反應產物為二水合硫酸鈣”以及“一反應液體迴流單元，經配置對所述反應液體進行過濾以及純化，以將所述反應產物由所述反應液體析出，且另外形成一迴流液體，並迴流至所述食人魚液供應單元，從而進行食人魚液的稀釋”的技術方案，以使得所述食人魚溶液能被妥善的處理，進而解決大量存放的食人魚溶液廢棄液體可能造成環境汙染問題，並且也解決爆炸風險或液體外洩風險的問題。再者，所述食人魚溶液通過本發明所提供的處理系統可以形成具備產業應用價值的反應產物（二水合硫酸鈣，CaSO ₄．2H ₂O）。舉例而言，所述反應產物可以例如是用作石膏。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

100A、100B、100C、100D、100E:處理系統 1:液體混合反應單元 2:食人魚液供應單元 3:碳酸鈣液混合供應單元 4:反應液體迴流單元 5:反應產物收集單元 6:過氧化氫去除單元 7a:二氧化碳純化單元 7b:二氧化碳吸收單元 8a:二氧化碳收集單元 8b:無機物質收集單元 S1:食人魚溶液、食人魚稀釋溶液 S2:碳酸鈣溶液 S3:反應液體 S4:反應產物 S5:迴流液體 S6:反應氣體 S7a:純化氣體 S7b:無機物質

圖1為本發明第一實施例處理系統的系統方塊圖。

圖2為本發明第二實施例處理系統的系統方塊圖。

圖3為本發明第三實施例處理系統的系統方塊圖。

圖4為本發明第四實施例處理系統的系統方塊圖。

圖5為本發明第五實施例處理系統的系統方塊圖。

100E:處理系統

1:液體混合反應單元

2:食人魚液供應單元

3:碳酸鈣液混合供應單元

4:反應液體迴流單元

5:反應產物收集單元

6:過氧化氫去除單元

7a:二氧化碳純化單元

7b:二氧化碳吸收單元

8a:二氧化碳收集單元

8b:無機物質收集單元

S1:食人魚溶液、食人魚稀釋溶液

S2:碳酸鈣溶液

S3:反應液體

S4:反應產物

S5:迴流液體

S6:反應氣體

S7a:純化氣體

S7b:無機物質

Claims (10)

1. 一種處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統，包括： 一液體混合反應單元； 一食人魚液供應單元，經配置供應一食人魚溶液（piranha solution）或是一食人魚稀釋溶液（piranha dilute solution）至所述液體混合反應單元中，所述食人魚溶液包含硫酸（sulfuric acid，H₂SO₄）及過氧化氫（hydrogen peroxide，H₂O₂），並且在所述食人魚溶液或所述食人魚稀釋溶液中，所述硫酸與所述過氧化氫的一重量比例是介於10~30：1之間； 一碳酸鈣液混合供應單元，經配置供應一碳酸鈣溶液至所述液體混合反應單元中，以與所述食人魚溶液或所述食人魚稀釋溶液混合及反應，進而產生包含一反應產物的一反應液體；其中，所述反應產物為二水合硫酸鈣；以及 一反應液體迴流單元，經配置對所述反應液體進行過濾以及純化，以將所述反應產物由所述反應液體析出，並且所述反應液體迴流單元另外形成一迴流液體，並且迴流至所述食人魚液供應單元，從而進行食人魚液的稀釋，其中所述迴流液體中存在未被完全過濾的二水合硫酸鈣的晶體，能作為晶種，並且迴流至所述液體混合反應單元中，以提升反應後的二水合硫酸鈣的粒徑。
2. 如請求項1所述的處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統，其中，所述食人魚液供應單元提供的所述食人魚溶液為使用於一半導體製程的液體、或於製程結束後產生的廢棄液體；所述食人魚稀釋溶液為所述食人魚溶液經過水稀釋的溶液。
3. 如請求項1所述的處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統，其中，在所述液體混合反應單元中，所述碳酸鈣溶液中含的碳酸鈣（CaCO₃）是與所述食人魚溶液中含的硫酸（H₂SO₄）進行反應，以產生包含所述反應產物的所述反應液體。
4. 如請求項1所述的處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統，其中，所述食人魚溶液通入所述液體混合反應單元中的一第一體積流率為0.0007~0.0014 m³/s，並且所述碳酸鈣溶液通入所述液體混合反應單元中的一第二體積流率為0.0004 ~0.0008 m³/s。
5. 如請求項1所述的處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統，其進一步包括： 一過氧化氫去除單元，經配置接收由所述反應液體迴流單元迴流的所述迴流液體，並且將所述迴流液體中的過氧化氫去除，或者將所述迴流液體中的過氧化氫濃度降低；而後，將所述迴流液體迴流至所述食人魚液供應單元。
6. 如請求項1所述的處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統，其中，所述液體混合反應單元中的所述食人魚溶液以及所述碳酸鈣溶液進行反應後，還另外形成包含二氧化碳的一反應氣體；其中，所述處理系統進一步包括： 一二氧化碳純化單元，經配置接收所述反應氣體，並對所述反應氣體進行純化，以形成一純化氣體，其包含高純度的二氧化碳。
7. 如請求項1所述的處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統，其中，所述液體混合反應單元中的所述食人魚溶液以及所述碳酸鈣溶液進行反應後，還另外形成包含二氧化碳的一反應氣體；其中，所述處理系統進一步包括： 一二氧化碳吸收單元，經配置接收所述反應氣體，並對所述反應氣體進行吸收，從而形成一無機物質。
8. 如請求項7所述的處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理系統，其中，所述二氧化碳吸收單元經配置將所述反應氣體與包含一氫氧化物的一氫氧化物水溶液進行氣液接觸，以使得所述氫氧化物水溶液吸收所述反應氣體中的二氧化碳，並且產生所述無機物質。
9. 一種處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理方法，其包括： 分別將一食人魚液供應單元所提供的一食人魚溶液或是一食人魚稀釋溶液與一碳酸鈣溶液輸入至一液體混合反應單元中並且進行反應，以產生包含有一反應產物的一反應液體；其中，所述食人魚溶液包含硫酸（sulfuric acid，H₂SO₄）及過氧化氫（hydrogen peroxide，H₂O₂），並且在所述食人魚溶液或所述食人魚稀釋溶液中，所述硫酸與所述過氧化氫的一重量比例是介於10~30：1之間；其中，所述反應產物為二水合硫酸鈣；以及 對所述反應液體進行過濾及純化，以將所述反應產物析出，並且另外形成一迴流液體，並且迴流至所述食人魚液供應單元，從而進行食人魚溶液的稀釋； 其中，所述迴流液體中存在未被完全過濾的二水合硫酸鈣的晶體，能作為晶種，並迴流至所述液體混合反應單元中，以提升反應後的二水合硫酸鈣的粒徑。
10. 如請求項9所述的處理食人魚溶液並製備硫酸鈣的處理方法，其中，在所述迴流液體迴流至所述食人魚液供應單元之前，所述處理方法還包含：通過一過氧化氫去除單元，來將所述迴流液體中的過氧化氫去除，或者，將所述迴流液體中的過氧化氫濃度降低。